ソフトウェア工学 知能情報学部 新田直也. オブジェクト指向パラダイムと は  オブジェクト指向言語の発展に伴って形成され てきたソフトウェア開発上の概念．オブジェク ト指向分析，オブジェクト指向設計など，プロ グラミング以外の工程でも用いられる．  ソフトウェアを処理や関数ではなくオブジェク.

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1 ソフトウェア工学 知能情報学部 新田直也

2 オブジェクト指向パラダイムと は  オブジェクト指向言語の発展に伴って形成され てきたソフトウェア開発上の概念．オブジェク ト指向分析，オブジェクト指向設計など，プロ グラミング以外の工程でも用いられる．  ソフトウェアを処理や関数ではなくオブジェク トに分解する．  オブジェクト指向プログラミングの構成概念は 3 つ カプセル化（抽象データ型） 継承 多相性（ポリモルフィズム， polymorphism ）

3 継承に関する注意  円クラスと楕円クラスはどちらが親か ? 楕円は円を一般化した概念なので，楕円クラスの方が 親 ? 円クラスの方がメンバが少ないので，円クラスの方が 親 ?  技術者の答え． 楕円と円を同じクラスにする． 楕円クラスと円クラスを兄弟にする．  過剰な継承はむしろ弊害が多い．  答えは 1 つではない．  実際にプログラミングしてみないとわからない． Shape CircleEllipse 継承

4 設計は何のためにするのか  設計の主目的： 実装者，保守者が楽をするため． 作業の無駄をなくすため．（作業が混乱しないよう に）  もっとも楽でない作業は ? 他人のプログラムを読んで理解すること． 同じようなプログラムを何度も書くこと．  よって，いい設計とは ? 各人が読むべき箇所の少ない設計． 同じ処理が一箇所にまとめられている設計．

5 多相性の考え方（ 1 ）  クラスを区別することなくメッセージを送りたい． 新しくクラスが付け加わっても，送り側を変更しない で済む． 送り側のプログラムの可読性が向上する． 移動せよ 図形移動 コマンド

6 多相性の考え方（ 2 ）  ただし，クラスによって定義されているメッセージが異 なる．そのクラスで定義されていないメッセージが送ら れてきたときどう対処すればよいのか？ → 共通の親クラスを持つことを前提とすればよい． 移動せよ 図形移動 コマンド 「図形 クラ ス」

7 多相性の考え方（ 3 ）  クラス図を使った説明． 相手を親クラスのオブジェクトとみなしてメッセー ジを送る． 図形クラス 円クラス矩形クラス線分クラス 図形移動 コマンドクラス 移動せよ 継承

8 多相性の例  複数種の図形を同時に選択，編集する機能など． 矩形オブジェク ト 線分オブジェク ト 円オブジェクト

9 抽象クラスとインタフェース  インタフェース（ interface ）： 定数と抽象メソッドだけを 持つことができる（クラスと並ぶ）記述単位．インスタンス 化できない．またクラスへの引継ぎは継承ではなく実装で行 われる．多相性はインタフェースを介しても実現できる．  抽象クラス（復習）： 抽象メソッドを 1 つ以上持つクラス． インタフェース同様インスタンス化できない．  抽象クラスはひな型（未完成なクラス），インタフェースは 会話のための規格と考えればよい ? マウスリスナ インタフェース 円クラス矩形クラス線分クラス ウィンドウクラス マウスが押されたよ 実装 スライドクラス 実装

10 Java における多相性（ 1 ）  子クラスのオブジェクトを親クラスまたはインタフェースの 変数で参照できる．（型キャストのようなもの） Shape s = new Circle(); s.move(100,50); s = new Rectangle(); s.move(100,50); s = new Line(); s.move(100,50); Circle クラスの インスタンスの生成 Circle クラスの move メソッド呼び出し Rectangle クラスの インスタンスの生成 Rectangle クラスの move メソッド呼び出し Line クラスの インスタンスの生成 Line クラスの move メソッド呼び出し

11 Java における多相性（ 2 ）  もう少し現実的なプログラム Shape s[] = new Shape[3]; s[0] = new Circle(); s[1] = new Rectanlge(); s[2] = new Line(); : for (i = 0; i < 3; i++) { s[i].move(x,y); } Shape クラスの配列 s[i] の実際のクラスに 非依存なコード 実際は様々な子クラス のオブジェクトが積まれる

12 Java におけるインタフェース  Java ではクラスを定義するときに継承できるクラスは 1 つだけだが，インタフェースは複数実装することができ る．  インタフェースは， interface キーワードを使って定義 する．  実装には， implements キーワードを用いる． インタフェース A 子クラス 実装 親クラスインタフェース B 継承

13 インタフェースの記述例  マウスリスナインタフェース Java の組み込みパッケージ AWT に含まれている． マウスのイベントを監視するインタフェース． public interface MouseListener extends EventListener { public void mouseClicked(MouseEvent e); public void mousePressed(MouseEvent e); public void mouseReleased(MouseEvent e); public void mouseEntered(MouseEvent e); public void mouseExited(MouseEvent e); } public class Circle extends Shape implements MouseListener {

14 本日のまとめ  多相性について．  多相性はカプセル化および継承の概念から自然 に導かれるもの．  多相性こそがオブジェクト指向設計の醍醐味．  デザインパターン（後述）は，多相性を基盤に 構築されている．